可傾轉四旋翼飛行器制造技術

本發明專利技術公開了一種可傾轉四旋翼飛行器，包括機身，機身的前端對稱安裝有第一、第二固定機翼，機身的后端對稱安裝有第三、第四固定機翼，其中，第一、第二、第三、第四固定機翼的端部分別對應安裝有第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置，第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置上各安裝有一套旋翼。本發明專利技術通過在四個固定機翼上安裝攜帶有旋翼的旋翼轉向裝置,當旋翼轉向裝置傾轉時，帶動旋翼轉動，進而實現了飛行器的水平前飛與豎直升降飛行模式的轉換；此外，由于旋翼轉向裝置工作可靠性高，旋翼的空間位置布置合理，使得飛行器巡航升力大，飛行平穩，機械結構簡單，工作可靠性提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及航天飛行動力機械領域，尤其涉及一種可傾轉四旋翼飛行器。
技術介紹
傳統四旋翼飛行器四個旋翼均不能發生向前或向后的傾轉，一方面，其在實現水平前飛動作時，要求處于機身前端的兩個旋翼轉速減小，而處于機身后端兩個旋翼轉速增力口，這樣由于前后端旋翼轉速不同而產生升力差，進而不可避免的導致機身產生俯仰運動，使得飛行器水平前飛與豎直升降相互影響；另一方面，傳統四旋翼飛行器由于其設計機理限制，難以達到像固定機翼那樣較高的巡航速度，因此出現了可傾四旋翼飛行器。可傾四旋翼飛行器同時具有直升機和固定機翼飛機的優勢，在垂直起降時，由四旋翼提供升力，在巡航飛行時，由固定于機身的固定機翼提供升力。現有的可傾四旋翼飛行器，其四個旋翼均布置在同一個平面內，四個旋翼相對于機身平面的垂直高度相同，這就使得飛行器在做巡航飛行時，機身前端旋翼的出流氣體不可避免的成為機身后端旋翼以及固定機翼的入流氣體，導致前段旋翼與后端旋翼以及后端固定機翼發生流體動力學上的耦合，影響飛行質量，嚴重情況下可能導致機身前段固定機翼產生的升力與機身后端固定機翼產生的升力不相等，使得機體在巡航時發生較大俯仰動作而出現飛行失穩的問題；同時，現有的可傾四旋翼飛行器旋翼傾轉裝置設計結構復雜，穩定性難以保證。正因為以上缺點使得可傾四旋翼飛行器的應用受到極大限制。
技術實現思路
針對上述缺陷或不足，本專利技術提供了一種巡航飛行平穩、機械結構簡單的可傾轉四旋翼飛行器。本專利技術提供本專利技術是通過以下技術方案來實現包括機身，機身的前端對稱安裝有第一、第二固定機翼，機身的后端對稱安裝有第三、第四固定機翼，其中，第一、第二、第三、第四固定機翼的端部分別對應安裝有第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置，第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置上各安裝有一套旋翼。所述第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置結構相同，其中，第三旋翼轉向裝置包括可傾轉的旋翼電機座，旋翼電機座安裝于第三固定機翼的端部，旋翼電機座上安裝有帶動旋翼電機座轉動的扭矩電機。所述第三固定機翼的端部設置有固定軸，旋翼電機座通過第一軸承和第二軸承安裝于固定軸上，固定軸上鍵連接有渦輪，扭矩電機的轉軸上安裝有與渦輪相配合的蝸桿。所述第一、第二固定機翼的水平高度低于第三、第四固定機翼的水平高度。所述第一、第二、第三、第四固定機翼均通過兩根軸固定于機體上。所述相鄰旋翼的旋轉方向兩兩相反。本專利技術提供的可傾轉四旋翼飛行器，通過在四個固定機翼上安裝攜帶有旋翼的旋翼轉向裝置，當旋翼轉向裝置傾轉時，帶動旋翼轉動，進而實現了飛行器的水平前飛與豎直升降飛行模式的轉換；此外，由于旋翼轉向裝置工作可靠性高，旋翼的空間位置布置合理，使得飛行器巡航升力大，飛行平穩，機械結構簡單，工作可靠性提高。進一步的，本專利技術中旋翼轉向裝置由一個扭矩電機、一組渦輪蝸桿副和旋翼電機座組成，扭矩電機提供傾轉動力，經渦輪蝸桿副傳動后帶動旋翼電機座發生相對于固定軸的旋轉，并能產生自鎖效應，使得旋翼轉向裝置工作可靠性提高。另外，本專利技術中機身前端第一、第二固定機翼的水平高度低于后端第三、第四固定機翼的水平高度，避免了機身前端旋翼的出流氣體成為機身后端旋翼以及固定機翼的入流氣體，減小了機體空氣動力學耦合，提高了飛行器的飛行質量。附圖說明圖1是本專利技術可傾轉四旋翼飛行器結構示意圖；圖2是本專利技術可傾轉四旋翼飛行器側視圖；圖3是本專利技術可傾轉四旋翼飛行器的旋翼轉向裝置結構示意圖。圖中，I為機身，2為第三固定機翼,3為第一軸,4為旋翼電機座,5為第一軸承,6為第三旋翼，7為固定軸,8為第三旋翼轉向裝置,9為第二軸承，10為扭矩電機,11為渦輪，12為蝸桿，13為第二軸，14為第一旋翼，15為第一旋翼轉向裝置，16為第一固定機翼，17為第二固定機翼，18為第二旋翼轉向裝置，19為第二旋翼，20為第四旋翼轉向裝置，21為第四旋翼，22為第四固定機翼。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做詳細描述。參考圖1所示，本專利技術提供了一種可傾轉四旋翼飛行器，包括機身1，機身I的前端對稱安裝有第一固定機翼16和第二固定機翼17,機身I的后端對稱安裝有第三固定機翼2和第四固定機翼22，第一固定機翼16、第二固定機翼17、第三固定機翼2以及第四固定機翼22均通過兩根軸固定于機體I上,例如,第三固定機翼2通過第一軸3和第二軸13與機身I固定，其中，第一軸3、第二軸13為固定軸；另外，第一固定機翼16與第二固定機翼17的水平高度低于第三固定機翼2與第四固定機翼22的水平高度。其中，第一固定機翼16的端部安裝有第一旋翼轉向裝置15，第一旋翼轉向裝置15上通過固定螺釘安裝有第一旋翼14 ;第二固定機翼17的端部安裝有第二旋翼轉向裝置18，第二旋翼轉向裝置18上通過固定螺釘安裝有第二旋翼19 ;第三固定機翼2的端部安裝有第三旋翼轉向裝置8，第三旋翼轉向裝置8上通過固定螺釘安裝有第三旋翼6 ;第四固定機翼22端部安裝有第四旋翼轉向裝置20，第四旋翼轉向裝置20上通過固定螺釘安裝有第四旋翼21，其中，相鄰旋翼的旋轉方向兩兩相反，即第一旋翼14與第三旋翼6旋轉方向相同,第二旋翼19和第四旋翼21旋轉方向相同，且第一旋翼14與第三旋翼6旋轉方向與第二旋翼19和第四旋翼21旋轉方向相反，該設計使得相鄰兩旋翼旋轉方向相反以抵消反扭矩。本專利技術中第一旋翼轉向裝置15、第二旋翼轉向裝置18、第三旋翼轉向裝置8、第四旋翼轉向裝置20結構相同，下面以第三旋翼轉向裝置8為例進行說明。參考圖2、3所示，第三旋翼轉向裝置8包括可傾轉的旋翼電機座4，旋翼電機座4安裝于第三固定機翼2的端部，旋翼電機座4上安裝有帶動旋翼電機座4轉動的扭矩電機10。進一步的，第三固定機翼2的端部設置有固定軸7，旋翼電機座4通過第一軸承5和第二軸承9安裝于固定軸7上，固定軸7上鍵連接有渦輪11，扭矩電機10的轉軸上安裝有與渦輪11相配合的蝸桿12。第三旋翼轉向裝置8工作過程為扭矩電機10提供傾轉動力驅動蝸桿12轉動，由于與蝸桿12嚙合的渦輪11被固定在固定軸7上不能轉動，蝸桿將帶動旋翼電機座4發生相對于固定軸I的旋轉，并能產生自鎖效應，因此，固定安裝在旋翼電機座4上的第三旋翼6能夠隨旋翼轉向裝置8—起傾轉。本專利技術的工作原理為當本專利技術飛行器垂直起降時，第一旋翼14、第二旋翼19、第三旋翼6以及第四旋翼21與所在固定機翼相平行，如圖1中所處的位置，為飛行器提供上升升力。在垂直起降過程中，需要調整航向角時，同時增加(或減小)第二旋翼19、第三旋翼6的轉速，并減小(或增加)第一旋翼14、第四旋翼21的轉速；在垂直起降過程中，需要機體產生俯仰動作時，則同時增加(或減小)第一旋翼14、第二旋翼19的轉速，并減小(或增加)第三旋翼6、第四旋翼21的轉速；在垂直起降過程中，需要機體產生橫滾動作時，則同時增加(或減小)第一旋翼14、第三旋翼6的轉速，并減小(或增加)第二旋翼19、第四旋翼21的轉速。當本專利技術飛行器巡航飛行時，第一旋翼14、第二旋翼19、第三旋翼6以及第四旋翼21與垂直起降時的位置轉動90°，如圖2中所處位置，由第一固定機翼16、第二固定機翼17、第三固定機翼2以及第四固定機翼22產生升力。在巡航飛行過程中，需要調整航向角，則同時增加(或減小)旋翼第二旋翼19、第四旋翼21的轉速，并減小本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可傾轉四旋翼飛行器，其特征在于：包括機身（1），機身（1）的前端對稱安裝有第一、第二固定機翼（16、17），機身（1）的后端對稱安裝有第三、第四固定機翼（2、22），其中，第一、第二、第三、第四固定機翼（16、17、2、22）的端部分別對應安裝有第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置（15、18、8、20），第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置（15、18、8、20）上各安裝有一套旋翼。

【技術特征摘要】
1.一種可傾轉四旋翼飛行器，其特征在于:包括機身(1)，機身(I)的前端對稱安裝有第一、第二固定機翼(16、17),機身(I)的后端對稱安裝有第三、第四固定機翼(2、22),其中，第一、第二、第三、第四固定機翼(16、17、2、22)的端部分別對應安裝有第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置(15、18、8、20)，第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置(15、18、8、20)上各安裝有一套旋翼。2.根據權利要求1所述的可傾轉四旋翼飛行器，其特征在于:所述第一、第二、第三、第四旋翼轉向裝置(15、18、8、20)結構相同，其中，第三旋翼轉向裝置(8)包括:可傾轉的旋翼電機座(4)，旋翼電機座(4)安裝于第三固定機翼(2)的端部，旋翼電機座(4)上安裝有帶動旋翼電機座(4)轉動的扭...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張東升，陳航科，梅雪松，盛曉超，陳國良，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：